专利名称：时间显示装置及时间显示方法
技术领域：
本发明涉及一种时间显示装置及时间显示方法。
技术背景
现有的时间显示装置如指针式时钟通常包括一个时针和一个分针，该时针和分 针各自独立地周期性旋转，分别指示不同的时钟刻度以表示当前时间。该时针和分针没有相互关联。发明内容
本发明的主要目的在于提供一种时针和分针相互关联的时间显示装置及时间显 示方法，同样可以准确方便地表示当前时间。
本发明的时间显示装置，包括表盘及沿该表盘边缘设置的时钟刻度，该时钟刻 度包括小时刻度及分钟刻度，该时间显示装置还包括，
时钟单元，用于每经过一整点时间提供一第一时间信息，每经过一整分钟时间 提供一第二时间信息；
光源，位于该表盘的中心，用于朝一小时刻度方向发射一束光；
若干个反光体，均勻分布于表盘内离表盘中心位置一定距离且以表盘中心位置 为圆心的虚拟圆上，该距离小于中心位置至时钟刻度的距离；
第一步进电机单元用于带动该光源的旋转；
第二步进电机单元用于带动该反光体的旋转；
一处理单元根据该时钟单元提供的第一时间信息及第二时间信息，控制第一步 进电机单元带动该光源的旋转使得光源的光线照射至上述其中一反光体，以及控制该第 二步进电机单元带动该反光体旋转使得该反光体将该光源的光线反射至一分钟刻度；其 中，该光源的照射至反光体的发射光线代表时针，该反光体反射至时钟刻度的反射光线 代表分钟。
本发明的时间显示装置通过查看发射光线获知当前小时值，通过查看该发射光 线经反光体反射的反射光线获知当前分钟值，时针和分针相互关联，可以准确方便地表 示当前时间。
图1为本发明时间显示装置一种实施方式的外观示意图。
图2为本发明时间显示装置的内部结构图。
图3为本发明反光体旋转角度示意图。
图4为本发明时间显示装置时间显示方法流程图。
具体实施方式
请参考图1，提供了本发明时间显示装置于一种实施方式的外观示意图。该时间 显示装置10包括表盘11、光源12及反光体13。
表盘11呈圆盘状，沿该表盘11的边缘设置有时钟刻度14，该时钟刻度14包括 小时刻度以及分钟刻度，其中小时刻度以阿拉伯数字表示。
光源12位于该表盘11的中心位置，用于朝一小时刻度方向发射出一束有色可见 光，本实施方式中，该有色可见光为红色的激光。
反光体13均勻分布于表盘11内离表盘11中心位置一定距离且以表盘11中心位置 为圆心的虚拟圆15上，其中，该距离小于中心位置至时钟刻度14的距离。对应12个小时 刻度，反光体13也有12个，且每一反光体13位于中心位置与一小时刻度的连线上。
光源12以小时为单位朝对应小时刻度方向发射光线，由于反光体13位于该发射 方向上，该发射光线照射到该对应的反光体13，从而，表示对应的整点时间，即该发射 光线为时针。如图1所示，如照射于表示3点的小时刻度与光源12之间的反光体13上 则当前时间为3点。该发射光线经过反光体13反射后形成一反射光线，该发射光线指向 该时钟刻度14的分钟刻度，从而，表示对应的分钟值，即该反射光线为分针。如图1所 示，反射光线指向分钟刻度20则当前分钟值为20。由该发射光以及发射光可知当前时间 为3点20分。S卩，本发明时间显示装置10，通过该光源12发射的发射光线以及该反光 体13反射的反射光线即可指示出当前时间。
请一并参阅图2，为本发明一实施方式中时间显示装置10的内部结构图。该时 间显示装置10还包括时钟单元20、第一步进电机单元30、第二步进电机单元40及处理 单元50。
该时钟单元20用于每经过一整点时间向处理单元50发送一第一时间信息，每经 过一整分钟时间向处理单元50发送一第二时间信息。该第一时间信息为12小时制的当 前小时值，该第二时间信息包括当前小时值及分钟值。
该第一步进电机单元30用于在处理单元50控制下带动光源12的旋转从而控制 光线照射角度的变化，该第二步进电机单元40用于在该处理单元50的控制下带动反光体 13的旋转从而控制反射光线照射角度的变化。该第一步进电机单元30以及该第二步进电 机单元40均固定于该表盘11的反面。该第一步进电机单元30包括一个步进电机控制光 源12的旋转，该第二步进电机单元40包括12个步进电机分别对应控制不同的反光体13 的旋转。
处理单元50包括光源角度控制模块51及反光体角度控制模块52。
光源角度控制模块51获取该时钟单元20所提供的第一时间信息的小时值，控制 第一步进电机单元30旋转使得光源12发出的光线照射至该当前小时值对应的反光体13。 例如，每过一个整点时间，该光源12在该光源角度控制模块51的控制下旋转30度，使 得照射角度旋转30度角而照射于当前时间的小时值所对应的反光体13。
反光体角度控制模块52根据第二时间信息的小时值确定当前光源12发出光线 所照射的反光体13，并根据第二时间信息的小时值及分钟值控制该反光体13旋转一定角 度，从而使得该光源12发射至该反光体13的光线经该反光体13反射后的反射光线指向 该分钟值对应的分钟刻度。例如，每经过一分钟，该反光体13在该第二步进电机单元405的控制下，旋转一定角度，使得光源12照射至该反光体13后反射的反射光线指向当前分 钟值对应的分钟刻度。
在本发明的另一个实施方式中，该第二时间信息仅包括当前分钟值。反光体角 度控制模块52从光源角度控制模块51获取当前小时值，以确定当前光源12发出光线所 照射的反光体13。
请参考图3，本发明反光体13旋转角度示意图。反光体角度控制模块52确 定该反光体13旋转角度具体为设当前时间为12小时制的!!！时！!分，表盘11中心 位置到反光体13中心位置的距离为r，表盘11中心位置到时钟刻度14的距离为R， 反光体13中心位置到时钟刻度14的距离为C，！·与R的夹角为a，r与C的夹角 为Y，根据光的反射定律，入射角β为Υ/2，相邻两个时钟刻度14在表盘11上对 应夹角6度及相邻两个反光体13中心位置在表盘11上对应夹角为30度，则α为 |6n_30m|。 由r、R及C组成的三角形中，根据余弦定理R2+r2_C2 = 2rR*cos α，得c= + — 2rR* cosN" 30ffl3I，根据正弦定理 R/sin γ = C/sina，贝丨J sin Y = (R*sina)/C = (R*sin|6n_30m|)/C，Y 值为 arcsin (R*sin|6n-30m|/ ^2+r2-2rR* οοφ -如甽，则入射角 β 值为 0.5*arcsin(R*sin|6n-30m|/A/Ri + "2rR* cosN" 30ffl3I，入射光线与反光体 13 所夹锐角 Δ的角度值为 90-0.5*arcsin(R*sin|6n-30m|/ ^r'+1-2 “ cosN" 30^l。从而每过一分钟，该反光体角度控制模块52根据当前的小时值m以及分钟值η确定当前光源12发射的光线与该 反光体13所夹锐角△的角度值，并由该第二步进电机单元40控制该反光体13旋转至相 应的角度。
请参考图4，为本发明时间显示装置10时间显示方法流程图。该流程包括步 骤时钟单元20每经过一整点时间向处理单元50发送一第一时间信息，每经过一整分钟 时间向处理单元50发送一第二时间信息(步骤S41)；该光源角度控制模块51根据当前 时间的小时值控制该第一步进电机单元30将光源12发射的光线发射至该小时值对应的反 光体13(步骤S4》；该反光体角度控制模块52根据第二时间信息的小时值确定当前光源 12发出光线所照射的反光体13，并根据第二时间信息的小时值及分钟值确定当前光源12 发射的光线与该反光体13所夹锐角△(步骤S43)；该反光体角度控制模块52发送角度 值Δ给相应的第二步进电机单元40的步进电机以控制该反光体13旋转角度△，从而使 得该光源12发射至该反光体13的光线经该反光体13反射后的反射光线指向该分钟值对 应的分钟刻度(步骤S44)。
权利要求
1.一种时间显示装置，包括表盘及沿该表盘边缘设置的时钟刻度，该时钟刻度包括 小时刻度及分钟刻度，其特征在于，该时间显示装置还包括时钟单元，用于每经过一整点时间提供一第一时间信息，每经过一整分钟时间提供 一第二时间信息；光源，位于该表盘的中心，用于朝一小时刻度方向发射一束光； 若干个反光体，均勻分布于表盘内离表盘中心位置一定距离且以表盘中心位置为圆 心的虚拟圆上，该距离小于中心位置至时钟刻度的距离； 第一步进电机单元用于带动该光源的旋转； 第二步进电机单元用于带动该反光体的旋转；一处理单元根据该时钟单元提供的第一时间信息及第二时间信息，控制第一步进电 机单元带动该光源的旋转使得光源的光线照射至上述其中一反光体，以及控制该第二步 进电机单元带动该反光体旋转使得该反光体将该光源的光线反射至一分钟刻度；其中， 该光源的照射至反光体的发射光线代表时针，该反光体反射至时钟刻度的反射光线代表 分钟。
2.如权利要求1所述的时间显示装置，其特征在于，该第一时间信息为12小时制 的当前小时值，每一小时值对应上述其中一反光体，该处理单元包括一光源角度控制模 块，该光源角度控制模块根据该当前小时值，控制该第一步进电机单元带动该光源旋转 使得光源发射的光线照射至该小时值对应的反光体。
3.如权利要求1所述的时间显示装置，其特征在于，该第二时间信息为12小时制的 当前小时值及分钟值，该处理单元还包括一反光体角度控制模块，该反光体角度控制模 块根据该小时值确定当前光源照射的反光体，并根据该当前小时值、分钟值以及一角度 计算公式，控制该第二步进单元带动该反光体旋转至一定角度，使得经所述反光体反射 的光照射至该分钟值对应的分钟刻度。
4.如权利要求3所述的时间显示装置，其特征在于，该角度计算公式为 ，其中，m 为当前时间小时值，η 为当前分钟值，r为表盘中心位置到反光体中心位置的距离，R为表盘中心位置到时钟刻度的 距离，C为反光体中心位置到时钟刻度的距离，！·与R的夹角为α，r与反光体的平面所 夹锐角为Δ，α为|6n_30m|。
5.如权利要求1所述的时间显示装置，其特征在于该反光体位于光源与小时刻度 的连线上，为可双面反光的平面镜。
6.如权利要求1所述的时间显示装置，其特征在于该反光体有12个。
7.如权利要求1所述的时间显示装置，其特征在于该光源发射的光为有色可见光。
8.如权利要求1所述的时间显示装置，其特征在于该光源发射的光为激光。
9.一种时间显示方法，应用于一时间显示装置，该时间显示装置包括表盘、设置于 表盘上的时钟刻度、光源、若干个反光体分别位于该光源与时钟刻度的小时刻度的连线 上，该时钟刻度包括小时刻度以及分钟刻度，其特征在于，该方法包括步骤实时获取当前时间信息；控制将该光源照射至当前时间的小时值对应的反光体，该光源照射至该反光体的光 线即为时针；根据当前时间的小时值确定光源所照射的反光体；根据当前时间的小时值、分钟值及一角度计算公式确定该反光体的旋转角度；及 控制将反光体旋转到指定角度，使得该反光体将该光源发射的光线反射至该分钟值 对应的分钟刻度，该反射光线即为分针。
10.如权利要求9所述的时间显示方法，其特征在于，该角度计算公式为Δ = 90-0.5*arcsin (R*sin|6n_30m|/ + — " 2rR* cosN" 30^l，其中，m 为当前时间小时值，η为当前分钟值，！·为表盘中心位置到反光体中心位置的距离，R为表盘中心位置到 时钟刻度的距离，C为反光体中心位置到时钟刻度的距离，！·与R的夹角为α，r与反光 体的平面所夹锐角为Δ，α为|6n_30m|。
全文摘要
本发明提供一种时间显示装置。该时间显示装置包括表盘、时钟刻度、时钟单元、光源、若干个反光体、第一步进电机及第二步进电机单元；一处理单元根据该时钟单元提供的第一时间信息及第二时间信息，控制第一步进电机单元带动该光源的旋转使得光源的光线照射至一反光体，以及控制该第二步进电机单元带动该反光体旋转使得该反光体将该光源的光线反射至一时钟刻度；其中，该光源的照射至反光体的发射光线代表时针，该反光体反射至时钟刻度的反射光线代表分钟。
文档编号G04B19/06GK102023560SQ20091030745
公开日2011年4月20日 申请日期2009年9月22日 优先权日2009年9月22日
发明者苏晓光 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司